Описание свайно-плитного фундамента
Конструктивно комбинированный свайно-плитный фундамент состоит из таких частей:
Отдельным пунктом идет гидроизоляция и утепление. Плита на ЖБ сваях отливается и укладывается на подложку из рубероида и пенопласта, а стенки скважин отделываются рулонным водонепроницаемым материалом.
Особенности свайно-плитного фундамента
Основные преимущества технологии:
Минусы комбинированных опорных систем:
Тем не менее, свайно-плитная технология становится все более востребованной, как в малоэтажном, так и в промышленном строительстве.
Некоторые нюансы
При изготовлении плитно-свайного фундамента рекомендуется придерживаться таких правил:
Во всех случаях, если есть такая возможность, для проведения геологоразведки следует приглашать специалистов.
Введение
4 Общие положения
а) результатов инженерных изысканий для строительства;
б) сведений о сейсмичности района строительства;
в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия их эксплуатации;
г) действующих на фундаменты нагрузок;
д) условий существующей застройки и влияния на нее нового строительства;
е) экологических требований;
ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений;
и) геоподосновой или инженерной цифровой модели местности (ИЦММ) с отображением подземных и надземных сооружений и коммуникаций;
к) технических условий, выданных всеми уполномоченными заинтересованными организациями.
Примечание — Допустимо применение свай для снижения величины осадки фундаментов или для устройства армирования грунтов.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2, 3).
4.4 Работы по проектированию свайных фундаментов следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1).
4.11 Защиту стальных свай от коррозии допустимо выполнять цинкованием или путем окраски их поверхности составами на основе эпоксидных смол, стойкими к истиранию.
(Введен дополнительно, Изм. N 1, 3).
6 Виды свай
6.1 По способу заглубления в грунт различают следующие виды свай:
в) набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного вытеснения — отжатия грунта;
г) буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них предварительно изготовленных железобетонных элементов;
6.3 Забивные и вдавливаемые железобетонные сваи размером поперечного сечения 0,8 м включительно и железобетонные сваи-оболочки следует подразделять:
б) по форме поперечного сечения — на сваи квадратные, прямоугольные, таврового и двутаврового сечений, квадратные с круглой полостью, полые круглого сечения;
в) по форме продольного сечения — на призматические, цилиндрические, с наклонными боковыми гранями (пирамидальные, трапецеидальные);
г) по конструктивным особенностям — на сваи цельные и составные (из отдельных секций);
6.4 Набивные сваи по способу устройства подразделяют на:
б) виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом в виде трубы с заостренным нижним концом или закрепленным на ней вибропогружателем;
в) в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин пирамидальной или конусной формы с последующим заполнением их бетонной смесью.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.5 Буровые сваи по способу устройства подразделяют на:
б) буронабивные с применением технологии непрерывного полого шнека;
в) баретты — буровые сваи, изготавливаемые технологическим оборудованием типа плоский грейфер или гидрофреза;
г) буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом (в том числе электрохимическим) и заполнением скважин бетонной смесью;
д) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси, а также устраиваемые полым шнеком или с использованием не извлекаемых буровых штанг;
е) буроинъекционные диаметром 0,15-0,35 м, выполняемые с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважины по разрядно-импульсной технологии (серией разрядов импульсов тока высокого напряжения — РИТ);
з) буроопускные сваи с камуфлетной пятой, отличающиеся от буронабивных свай с камуфлетной пятой (см. подпункт «г») тем, что после образования и заполнения камуфлетного уширения в скважину опускают железобетонную сваю.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
6.5а (Введен дополнительно, Изм. N 1), (Исключен, Изм. N 3).
6.10 Марки бетона по морозостойкости и водонепроницаемости свай и свайных ростверков следует назначать, руководствуясь ГОСТ 19804.6, СП 63.13330, для мостов и гидротехнических сооружений — соответственно СП 35.13330 и СП 40.13330.
6.12, 6.13 (Введены дополнительно, Изм. N 1).
Пошаговая инструкция по устройству
Комбинированный фундамент всегда дороже отдельных оснований, включенных в его конструкцию, поэтому его закладывают в проект в следующих случаях:
Расчет и изыскания
Индивидуальному застройщику необходимо учесть:
Свободным сопряжением ростверка является заделка сваи на 5 – 10 см в монолитную плиту или опирание ж/б конструкций на оголовки. Жестким сопряжением является заделка на длину анкеровки, этот метод используется в случаях:
- наличия выдергивающих нагрузок;
- применения составных, наклонных свай;
- присутствия смещающих горизонтальных нагрузок;
- на торфяных, текучих глинистых, рыхло-песчаных грунтах.
При жесткой заделке необходим расчет на продавливание, может применяться уширение оголовка.
Разметка и коммуникации
Для комбинированных фундаментов КСП разметку производят по осям свайного поля с учетом габаритов котлована:
- монтаж обносок – на расстоянии 1 – 2 м от углов котлована, натяжение шнуров по осям стен;
- оконтуривание периметра – черта для каждой стороны котлована мелом, известковым раствором на грунте.
На этапе выемки грунта возможны варианты:
Малозаглубленный свайно-плитный фундамент.
«Висячая» плита на винтовых сваях.
Изготовление свайного поля
После набора бетоном прочности 50% минимум можно приступать к следующему этапу.
Плита по сваям
Изготовление монолитной армированной плиты по оголовкам свай производится по технологии:
Подбетонка изготавливается из бетона В7,5, который гораздо дешевле марки B12,5 – В25, применяемой для самой плиты. Укладка полиэтиленовой пленки поверх щебня гарантирует множественные проколы камнями, подбетонка этот слой защитит от повреждений.
Нижний армопояс можно укладывать на 2 – 3 см прокладки, что позволит снизить толщину плиты до 15 см (обязателен расчет) без нарушений минимально возможного расстояния в свету между поясами армирования 10 см.
Ростверк по сваям
В отличие от монолитной плиты, ростверк не должен иметь опирания на грунт, чтобы силы пучения не оторвали его от свай в момент эксплуатации. Поэтому используется несколько технологий для обеспечения демпферного пространства:
В первом случае технология полностью аналогична с бетонированием плиты. Оголовки свай вмуровываются на 5 – 10 см, укладываются две арматурных сетки. Вместо подбетонки используется пенопласт.
В последнем случае ростверк находится гораздо выше поверхности земли, палуба фиксируется в пространстве стойками, на которые опираются балки, прогоны. Это самый затратный вариант монолитного ростверка, использующийся очень редко.
Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.
Устройство плиты на винтовых сваях
Плитная часть СПФ изготавливается в следующем порядке:
Заливка монолитного основания на сваях начинается с мест, где расположены наружные свайные опоры. Утрамбовка также должна производиться сначала вокруг свай, а потом по всей площади плиты.
Конструктивные особенности свайно-плитных фундаментов
Главной задачей, которая ставится перед плитно – свайными фундаментами, является достижение требуемой жесткости, способной обеспечить надежность конструкции при воздействии на них сейсмических нагрузок (крутильных и поступательных).
Комбинированный свайно — плитный фундамент состоит из железобетонных свай с ростверками и плиты (о плюсах и минусах плитного фундамента). Выпуски арматуры последней жестко состыковываются с выпусками арматурных стержней верхней части ростверков.
Сама плита лежит на подготовленном основании и изолирована от ростверков швами, заполненными герметичным материалом. Толщина плиты (фундамент плита — расчет толщины) выбирается таким образом, чтобы она обеспечивала восприятие сейсмических нагрузок.
Сваи данного типа фундамента могут быть буровыми или забивными. Ростверки, объединяющие их, стыкуются с элементами надземной конструкции – несущими стенами, колоннами и пр.
Некоторые сведения о строительстве свайно — плитного фундамента
Сваи в комбинированном фундаменте забиваются намного ниже уровня промерзания грунта. Чаще всего они устанавливаются на скальное основание.
При строительстве небоскребов толщина монолитной плиты может достигать пяти и более метров. На ней сооружается и монолитный армированный пояс – он образует цокольный этаж. Здесь могут размещаться паркинги и прочие помещения подобного характера.
Конструкция такого типа легко выдерживает нагрузку от здания – гиганта, но расход материала при этом невероятно велик. Высочайшие трудоемкость и стоимость создания свайно — плитного фундамента являются серьезным препятствием для популяризации его использования.
Возможно, прочитав эту статью, в связи с большой трудностью изготовления данного типа фундамента, Вы захотите узнать о других типах фундамента для частного дома:
- Информация о свайном фундаменте.
- Информация о ленточном фундаменте.
- Информация о столбчатом фундаменте.
Видео которое поможет определится в выборе фундамента.
Никто не поспорит, что закладка фундамента – это один из наиболее ответственных этапов любого капитального строительства. Вот и я, решив приступить к…
Свайный фундамент с ростверком применяется довольно часто тогда, когда возведение здания происходит на непрочном грунте, который, например, не пригоден…
С учетом того, что возведение основания любой постройки – наиболее затратный этап строительства, именно на нем можно существенно сэкономить, если…
Текст научной работы на тему «Расчет комбинированных свайно-плитных фундаментов с использованием контактной модели»
расчет комбинированных сваино-плитных фундаментов с использованием контактной модели
В.В. Семенов Д.Ю. Чунюк
ченных данных контактной задачи теории упругости с использованием метода конечных элементов.
Контактные модели широко используются в инженерной практике для расчета плитных, балочных фундаментов, ростверков и т.п.
Рассматривая в общем случае центральную нагрузку, т.е. случай равномерного упругого сжатия, формула для определения коэффициента жесткости основания плитной части будет иметь следующий вид:
проста — площадь плитной части; п — количество свай; d’ — диаметр сваи и грунтовой рубашки.
При определении приведенной площади ростверка диаметр сваи принимается, с учетом образования
В.В. Семенов, Д.Ю. Чюнюк
и осадки совместно со сваей грунтовой рубашки и определяется по формуле:
где: а — диаметр сваи; 5 — толщина грунтовой рубашки.
Для определения коэффициента жесткости свай преобразовываем формулу П.Л.Пастернака для однослойного трехмерного основания и представляем ее в виде:
дошвой свайного фундамента, залегают слоистые напластования грунтов, будет определяться по формуле:
где: Ка — мощность активной зоны сжатия грунта под сваями; Ет —
среднее значение модуля деформации грунта на всю глубину активной зоны сжатия грунта под сваями; V — коэффициент Пуассона грунта активной зоны.
Активная зона сжатия грунта под подошвой свайного фундамента определяется с помощью метода эквивалентного слоя предложенного Н.А.Цытовичем и равна удвоенной мощности эквивалентного слоя:
где: Ка — то же, что и формуле (5); К — мощность отдельных слоев грунта, причем первый слой от условной подошвы свайного фундамента принимается равным четырем диаметрам сваи с модулем Е0; Е< - модуль деформации последующих слоев грунта; - расстояние от нижней границы сжимаемой толщи до середины рассматриваемого слоя.
Определив коэффициенты жесткости основания плитной части и свай комбинированного свайно плитного фундамента можно определить долю участия ростверка в несущей способности по формуле:
где: Кэ — мощность эквивалентного слоя
где: Ь — ширина фундамента; к0 — безразмерный коэффициент определяемый в зависимости от отношения т=Ь/1 и п=а/Ь (где а и Ь длина и ширина площади загруже-ния) определяемое по таблице; А/ -коэффициент эквивалентного слоя для нагрузки, действующей на глубине I:
А1 = (1 -у)/(1 -у- 2у 2) (7)
Среднее значение модуля деформации грунта на всю глубину активной зоны сжатия грунта под сваями, в общем случае, когда под по-
где: С = СсВ + Срост — коэффициент жесткости основания комбинированного свайно-плитного фундамента.
Исходя из этого, количество свай комбинированного свайно-плитного фундамента определится по формуле:
где: N — расчетная вертикальная нагрузка на фундамент на основе расчета оснований по 1-му пре-
дельному состоянию; Рсв — расчетная нагрузка на сваю.
На основе всего выше сказанного расчет комбинированного свай-но-плитного фундамента можно представить в виде следующего алгоритма:
B.B. Семенов, Д.Ю. Чюнюк
Рис. 1. Схема разбиения плана сооружения на сетку конечных элементов и присвоение им жесткостных характеристик
свай и плитной части. С1 — жесткость плитной части С2 — жесткость оснований свай
17 к / % ? к i Г 7ЙПЖ 1 г к it i П? к/к F к Гк I
Шг— JSrJSrjSrjSrjsr jjrjjrisrjjrjjr ДЯНЯГЛГДЯВДГ «вдад-ДЯДО
Isjs1 аяч яr j я яч я ‘аягая аягая waa ая’ая ая’ая ‘аягая’аягая аягаа»аягая is1 jgl
Bp S rj Я fj J Fj Я rJ Я Ijnrj S FJ 8 rJ rj Я rJ Я fjsrj rj Д FJ srj 9 ri S rjHrj S fj В ri rj Я rj S rjarj Я rj IfÜ Я rjS rj я rj j rj j rj Srj я rjj rj я fj j rj j rj S^ ¡Щrj SO Srjj rj jrj я fj|rj S rj j rj j rj jrj я rjjB
|яг WaaWiaW аязд^ячаздг li^iiraar&f’ дя’Звая’Зя’йг ill
I5fJ9 rj H Ij Я rJSri Я’J H rjs rj я rj я rjsrj цгу Я rjs rj д ^ я rjsrj я rj д гjs rj в rJ Я rjS’J Я rJ В rJ9 rJ »1 В ¡Wj я rjj rj jjfj Я fJ Я ЯУ Я у S 0 Srj Я fj Я rj srj я rjs rj |rj я rjS rj srj SrjS fj jrj я f|j rj jfj «
./ щцгщ,i/ .у .¡f i,t ^rv ,i у mШЩщ^ щщ^
1. На первом этапе, рассмотрения плана сооружения, производится разбивка его на сетку конечно-элементной модели. Шаг элементов принимается с учетом расположения разбивочных осей здания, а также исходя из диаметра применяемых свай.
2. Сбор нагрузок на фундамент.
3. Определение коэффициента жесткости (коэффициента постели) плитной части и группы свай.
4. По формуле 10 производится определение количества свай приходящихся на фундамент, и, исходя из шага и разбивочной конечно-элементной сетки, определяется их положение в плане, так же на данном этапе задаемся толщиной плитной части.
5. Присваивается элементам сетки соответствующие им жесткости, исходя из жесткости основания плиты и группы свай (см. Рис.1).
6. Формируется схема загруже-ний. Следует помнить, что при фор-
мировании схемы загружения, нагрузки передаваемые на фундамент, следует располагать в местах пересечения конечных элементов (в узловых точках).
7. После формирования расчетной схемы, производится расчет с помощью соответствующих конечно-элементных программ (LIRA, SCAD, STARK и т.д.) и анализ результатов.
8. B случае больших деформаций или недопустимых напряжений в конструкции следует вернуться к расчету количества свай или увеличить толщину плиты, и произвести повторный расчет.
Исходя из данного алгоритма принятие окончательного решения по определению конструкции фундамента сводится к сравнению полученных данных с нормативными деформациями для сооружений категории и технико-экономическому анализу.
